石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢狀晶格的平面薄膜，是一種只有一個原子層厚度的二維材料。如圖1.1所示，石墨烯的原胞由晶格矢量a1和a2定義每個原胞內有兩個原子，分別位于A和B的晶格上。C原子外層3個電子通過sp2雜化形成強σ鍵（藍），相鄰兩個鍵之間的夾角120°，第4個電子為公共，形成弱π鍵（紫）。石墨烯的碳-碳鍵長約為0.142nm，每個晶格內有三個σ鍵，所有碳原子的p軌道均與sp2雜化平面垂直，且以肩并肩的方式形成一個離域π鍵，其貫穿整個石墨烯。

　　石墨烯充電寶、石墨烯打底褲、石墨烯機油……作為一種新型納米材料，石墨烯正悄然走進人們的生活，而又因為它的“黑科技”屬性，讓很多人對它的了解仍停留在概念階段。

　　從2012年工信部首次明確提出支持發展石墨烯新材料至今，石墨烯已從基礎研發逐步向產業化發展邁進。

　　神奇石墨烯將改變人們生活

　　“登山、勘探、徒步等戶外運動電池電量不夠、缺乏有效應急電源時，在石墨烯移動電源中加入淡水、海水、冰雪，就能發電。”廣西大學首席科學家何國強說，這就是石墨烯基高能鋁空移動電源項目，目前這一技術已經成熟，市場前景廣闊，基本滿足產業化條件。

　　石墨烯是目前發現的最薄、導電導熱性能最強、最堅硬的新型納米材料，被稱為“黑金”，是“新材料之王”。石墨烯在半導體、柔性電子、生物醫學、儲能、傳感檢測等諸多領域具有巨大產業應用價值。未來石墨烯對人們生活的改變將不可估量。

　　石墨烯在腫瘤甄別和治療中的應用，可能造福全人類。“在前期進行腫瘤細胞的高效甄別和殺滅對攻克腫瘤難關極具重要意義，摻雜石墨烯量子點可以在這個階段介入，提供重要的細胞級影像學參考。”中國科學院上海微系統與信息技術研究所項目經理楊思維說。

　　楊思維說，在腫瘤的治療過程中，摻雜石墨烯量子點與自噬抑制技術相結合的新型治療手段，將有望實現腫瘤的靶向可視化高效能治療。

　　2015年，國務院印發《中國制造2025》，對石墨烯產業的中長期發展路線進行部署，之后有關部委出臺《關于加快石墨烯產業創新發展的若干意見》，成為我國石墨烯產業發展的首個綱領性文件。

　　“石墨烯熱”帶來產業爆發式增長

　　目前，世界不少國家將石墨烯作為高科技發展的戰略制高點，在高端研發方面競爭激烈。中國科學院院士、北京大學化學與分子工程學院教授劉忠范透露，截至今年2月，全球石墨烯專利中58％來自中國。

　　在過去數年內，全國各地成立的石墨烯產業園、創新中心、研究院以及產業聯盟已超過40家。截至今年2月10日，全國工商注冊的石墨烯相關制備、銷售、應用、投資、檢測、技術服務的企業數量達2059個。目前，我國擁有石墨烯相關上市公司近50家。

　　從國內產業現狀來看，目前我國形成了以華東常州、無錫、南京等地為中心，珠三角、京津冀、川渝等地活躍發展的格局，石墨烯初步完成規模化石墨烯制備、石墨烯應用開發。石墨烯應用開發不斷深化，將帶來對傳統技術與產品的升級換代效應，提升傳統企業的附加價值和產業競爭力，產生巨大產業應用價值。

　　據中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟產業研究中心編寫的《2017全球石墨烯產業研究報告》預測，全球石墨烯應用市場2020年將成長至1000億元的規模，中國在全球石墨烯市場上占據主導地位。

　　廣西柳州擁有柳工、柳鋼、廣汽、上汽等一批國內外知名企業，具備與石墨烯產業結合的良好條件。目前柳州市鹿寨縣已引進廣西益新納米新材料科技有限公司、江陰中創網絡信息有限公司改性石墨烯EPS制品項目、江蘇博繁EPP有限公司等合作伙伴。

　　“飛入尋常百姓家”尚需時日

　　盡管人們普遍對石墨烯進入生產生活充滿期待，產業化之路仍漫長而崎嶇。

　　“石墨烯正逐步拓展，但速度沒有想象中那么快，因為一項新技術一般可能需要5至10年，甚至更長時間，才能真正深入到我們生產生活當中。”山東大學國家膠體材料工程技術研究中心教授侯士峰說。

　　業界認為，石墨烯手機概念從2013年開始提出，真正走向市場還需要時日。整體看，目前石墨烯產業還處于發展初級階段，以中低端產品為主。

　　多位專家表示，石墨烯材料是石墨烯產業的基石，但今天的石墨烯材料尚不足以支撐起未來的石墨烯產業，需要持續不斷地提升石墨烯材料的品質，同時也面臨著標準不一、市場不規范等問題。

　　劉忠范說，石墨烯產品真正“飛入尋常百姓家”還需要時間，而且還不只是三五年能解決。“從整體上看，目前石墨烯還只是‘錦上添花’的‘添加劑’。”他還表示，并不贊成全國各地都上馬石墨烯產業園，應該與地方工業和產業結合起來，做出特色才更有前景。